本文選題：浮標(biāo)監(jiān)聽(tīng)設(shè)備 + MVDR測(cè)向��； 參考：《浙江大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：我國(guó)進(jìn)行海上維權(quán)執(zhí)法主要依靠定期巡航的方式,執(zhí)法手段單一,同時(shí)存在信息獲取滯后、不全面和執(zhí)行成本高等問(wèn)題。以浮標(biāo)為平臺(tái)的長(zhǎng)期無(wú)人值守的水上監(jiān)聽(tīng)設(shè)備可以長(zhǎng)時(shí)間的遠(yuǎn)程探測(cè)、跟蹤及指示目標(biāo)活動(dòng)方位,對(duì)維護(hù)國(guó)家海洋權(quán)益具有重要意義。本文以Xilinx Zynq可編程SoC為平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了非法作業(yè)監(jiān)聽(tīng)設(shè)備信號(hào)處理系統(tǒng)的測(cè)向算法,不僅可以有效分辨遠(yuǎn)距離目標(biāo),同時(shí)系統(tǒng)具有集成度高、運(yùn)行功耗小和成本低的特點(diǎn),能夠保證設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間工作的需求。信號(hào)處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)前端模擬聲信號(hào)的增益控制,4路原始數(shù)據(jù)的同步采集和存儲(chǔ),MVDR(Minimum Variance Distortionless Response)測(cè)向算法和矢量測(cè)向算法,以及Zynq內(nèi)部的數(shù)據(jù)、命令交互等功能。系統(tǒng)每0.5s完成一次目標(biāo)方位解析,一方面將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行SD卡存儲(chǔ),用于離線分析；另一方面將方位解析結(jié)果通過(guò)水聲通信模塊傳送至工作站,從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的實(shí)時(shí)探測(cè)和跟蹤。最后利用Matlab產(chǎn)生空間單目標(biāo)數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)NI PXI-8109控制器轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)輸入信號(hào)處理系統(tǒng),通過(guò)Vivado Simulator抓取算法運(yùn)算關(guān)鍵環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)流,將獲得的數(shù)據(jù)結(jié)果與Matlab運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行比較,以此驗(yàn)證FPGA實(shí)現(xiàn)測(cè)向算法的正確性和穩(wěn)定性。測(cè)試結(jié)果表明,系統(tǒng)按照每10分鐘為一個(gè)周期,工作時(shí)間1分鐘,最大工作功耗2.2326W,待機(jī)功耗150mW,FPGA實(shí)現(xiàn)的測(cè)向結(jié)果偏差在土30之內(nèi),各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求。
[Abstract]:The enforcement of maritime rights in our country mainly depends on the way of regular cruising, the method of law enforcement is single, and there are some problems such as lagging in obtaining information, incomplete and high cost of execution, etc. The long term unattended water monitoring equipment based on buoy can be used to detect, track and indicate the moving position of the target for a long time, which is of great significance to the maintenance of national marine rights and interests. On the platform of Xilinx Zynq programmable SoC, this paper realizes the direction finding algorithm of signal processing system for illegal job monitoring equipment. It not only can effectively distinguish remote targets, but also has the characteristics of high integration, low power consumption and low cost. Be able to ensure long working time of the equipment. The signal processing system realizes the synchronous acquisition and storage of MVDR (minimum Variance distance less response) algorithm and vector direction-finding algorithm for the gain control of the front-end analog acoustic signal, as well as the functions of Zynq's internal data and command interaction. On the one hand, the original data is stored by SD card for off-line analysis; on the other hand, the result of azimuth analysis is transmitted to the workstation through underwater acoustic communication module. In order to achieve real-time target detection and tracking. Finally, the spatial single target data is generated by Matlab, which is converted into analog signal input signal processing system by NI PXI-8109 controller. The data stream of the key link of the algorithm is captured by Vivado Simulator, and the obtained data results are compared with the results of Matlab operation. It verifies the correctness and stability of the direction finding algorithm based on FPGA. The test results show that the system has a cycle every 10 minutes, a working time of 1 minute, maximum power consumption of 2.2326W, standby power of 150mWU FPGA, the deviation of the result of direction finding is within 30, and all the indexes meet the design requirements.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN911.7

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本文編號(hào)：2093765